淺談水泥廠電纜選型

慎建軍 王 立 潘世全 顏 妍 栗 克

河南建筑材料研究設(shè)計院有限責(zé)任公司（450002）

淺談水泥廠電纜選型

慎建軍 王 立 潘世全 顏 妍 栗 克

河南建筑材料研究設(shè)計院有限責(zé)任公司（450002）

通過水泥廠電纜選型比較，探討合理的電纜選型對節(jié)能減排的意義。

水泥廠；電纜選型；節(jié)能減排

我國是水泥生產(chǎn)和消耗大國，水泥產(chǎn)量近年來一直穩(wěn)居世界第一位，作為高能耗、高污染的行業(yè)，水泥行業(yè)一直是節(jié)能減排重點行業(yè)。電纜作為傳輸電能的載體,由于其本身有一定的電阻及電抗,在傳輸電能的過程中需消耗一定的電能，這部分電能常被設(shè)計者及企業(yè)忽視。不合理的電纜選型耗費的電能不但增加企業(yè)經(jīng)營成本,亦對企業(yè)節(jié)能減排不利。

1 電纜選型依據(jù)

電纜選型主要有按載流量與按經(jīng)濟電流選擇截面兩種選型方法。其中，按載流量選擇電纜是比較常用的選型方法，即按照載流量選擇截面，然后對選擇截面進行短路、壓降等校驗，按照此選型方法選擇的電纜造價較低，也是現(xiàn)階段電纜設(shè)計選型的主要依據(jù)。而電纜在其整個壽命周期，除了造價因素外，還有運行電能損耗。按經(jīng)濟電流選擇截面即為電纜初始投資與電纜壽命周期運行線路損耗之和最小的截面范圍，此電纜選型方法在設(shè)計中較少使用。

2 按經(jīng)濟電流選擇電纜截面

按經(jīng)濟電流選擇電纜截面除了計算初始投資外，還應(yīng)考慮經(jīng)濟壽命期內(nèi)導(dǎo)體損耗費用，二者之和最小?？赊D(zhuǎn)換為年運行費用，即電纜在壽命周期內(nèi)年折舊維護費用與電能損耗之和，如圖1。

圖1 年運行費用與導(dǎo)體截面關(guān)系曲線

表1 0.6/1 kV低壓電纜的經(jīng)濟電流范圍上限值

在一定的運行條件下，每一線芯都有一個經(jīng)濟電流范圍，以0.6/1 kV低壓電纜為例，其經(jīng)濟電流范圍如表1所示。

3 電纜選型及造價、運行費用對比

假設(shè)水泥廠有一380 V饋電線路，負荷計算電流60 A，供電距離100 m，當(dāng)?shù)仉妰r 0.60元/kWh，年工作時間6 000 h，環(huán)境溫度35℃，電纜6根無間距在梯架敷設(shè)，電纜選用交聯(lián)聚乙烯電力電纜5芯電纜。

如按照載流量選擇電纜，根據(jù)敷設(shè)方式得知載流量校正系數(shù)為0.79，根據(jù)電流載流量數(shù)據(jù)選擇電纜截面為16 mm2。如按照經(jīng)濟電流選擇電纜，由表1可得，經(jīng)濟電流的上下限分別為49.3～61 A，電纜截面選取50 mm2，短路及壓降等校驗略。

100 m電纜造價3×50+2×25 mm2電纜約比5×16 mm2高8 000元，下面計算兩種電纜線路運行損耗，線路損耗計算公式為:

△P=3I2R

其中:I——負荷電流，A；R——導(dǎo)線電阻，Ω。

16 mm2與35 mm2交聯(lián)聚乙烯銅芯電纜電阻分別為 1.359 Ω/km 與 0.435 Ω/km（80 ℃下），由公式可知， 選擇 5×16 mm2與 3×50+2×25 mm2電纜線路損耗分別為1.4 kW與0.4 kW，年耗電量5×16 mm2比 3×50+2×25 mm2約多出 6 000 kWh，多損耗電費約3 600元。即若按經(jīng)濟電流選型，約2.2年節(jié)約的電費即可抵消多出的電纜造價，以后每年線路損耗節(jié)約電費約3 600元。

4 結(jié)語

由以上對比分析可知，按經(jīng)濟電流進行電纜選型雖然初期投資較大，但節(jié)約的線路電能損耗很快便可以抵消多出的投資費用，對水泥廠節(jié)能減排，降低運營成本非常有利。據(jù)統(tǒng)計，國內(nèi)僅一條4 000 t/d熟料線動力電纜就約有90 000 m，若按照經(jīng)濟電流進行電纜選型，節(jié)約的電能將是非常可觀的數(shù)字，因此水泥廠的電纜選型建議采用按經(jīng)濟電流選型。

[1]工業(yè)與民用配電設(shè)計手冊(第四版)[M].中國電力出版社,2016,12.

[2]GB 50295-2016,水泥工廠設(shè)計規(guī)范[S].

[3]GB 50433-2007,水泥工廠節(jié)能設(shè)計規(guī)范[S].